自由感应衰减信号.ppt

PPT模板下载：/moban/,自由感应衰减信号,一组 汤晓轶,Free induced decay(FID),信号接收系统,人体,进入磁场,磁化,施加射频脉冲、H核磁矩发生90偏转，产生能量,射频脉冲停止、弛豫过程开始，释放所产生的能量（形成MR信号）,计算机系统,可获取的三种磁共振信号,自由感应衰减信号(FID),自旋回波信号(SE),一般不用 FID信号来重建图像，原因是：1，信号的较大幅度部分被掩盖在90射频之内；2，线圈发射和接受通路之间来不及切换；,较为常用的也是最早用以进行磁共振图像重建的信号，只是需要多施加一次1800RF脉冲，回波时间较长,较新的可大大缩短磁共振扫描时间的用以重建图像的信号，又称场回波,什么是自由感应衰减？,检测信号就是从自由衰减过程中提取。,自由感应衰减信号 （free induced decay signal,FID) 射频脉冲停止横向磁化矢量MXY在X-Y平面以拉莫频率自由旋进 相位相干逐渐消失 MXY迅速衰减 对磁化的质子施加适当频率的射频脉冲后，质子趋向同相运动。在射频脉冲存在期间，磁化向量在快速绕z轴进动的同时，慢慢地绕x轴旋转（90或180）；当射频场消失后，质子的相位相干现象逐渐消失，磁化向量慢慢地回到主磁场的方向。磁化向量的这种衰减过程叫做自由感应衰减(FID)。,核磁共振时，共振（同相进动），净磁化 矢量M0偏离z轴以共振频率绕z轴旋转，可 以分解为垂直矢量Mz和横向矢量Mxy；,首先要明确质子的三个运动状态：,无外磁场时，自旋，磁矩随机指向；,有外磁场时，进动，磁矩指南或指北，净 磁化矢量M0；,能提供能量使M0旋转180o的射频脉冲称为180o脉冲。,激励共振的两个射频脉冲：,能提供能量使M0旋转90o的射频脉冲称为90o脉冲；,射频电磁波对样品的激励,如图：在射频电磁波旋转磁场的作用下，磁化强度矢量或宏观磁矩矢量沿着如图所示的曲线变化，从而改变了宏观磁矩的大小和方向。（在磁共振中主要是改变方向。）,M的z分量被B0所淹没，因此，FID只能在xoy面上检测。,的形成可以看作是由原先相位均匀分布的核磁矩向某一方向集中而使矢量加强的结果。,当外施交变磁场经过时间t后，磁化矢量M处于 。此时在x-y平面上有分量,在固定坐标系中以 的角速度绕 z 轴在x-y平面内旋转。,FID信号（电压）为 为真空磁导。 FID信号正比于磁化强度矢量的横向分量 。 FID信号确实反映了宏观磁化强度矢量M的变化。,若在 x-y 平面内置一检测线圈，则 将以每秒 的频率切割线圈，从而产生电势。这就是检测到的 FID 信号。,其中，横向磁化向量横向分量的衰减时间称为横向驰豫时间T2，纵向分量的增长时间称为纵向驰豫时间T1。不同的化学物质，具有不同的T1和T2。,实际情况中，横向磁化分量比理想情况的衰减快得多。,自由感应衰减信号的强度与质子密度和驰豫时间有关。,自由感应衰减信号（free induced decay, FID):射频脉冲停止后样品的射频辐射。,（1）弛豫过程（relaxation process)：磁矩在射频场结束后，在主磁场的作用下，进行“自由旋转”，由于粒子之间的能量交换，所有磁矩将从不平衡态逐渐过渡到平衡态，这一过程称为弛豫过程。这一过程将发生相对独立的纵向弛豫和横向弛豫。下面以90度脉冲后弛豫过程加以说明。,a.横向弛豫：在垂直于主磁场的横向磁化矢量由初始值逐渐复零的过程。满足下式，T2称为横向弛豫时间，经过T2，Mxy减少63%。由于磁矩之间的相互作用，各磁矩的旋进速度不一样，从而使基本一致的取向逐渐消失，变为在横向杂乱无章的排列，从而使横向磁化矢量减小至最后为零。又称自旋自旋弛豫。主要反应样品磁环境的不均匀性。,b.纵向弛豫：和主磁场方向平行的磁化矢量由零逐渐恢复最大值的过程。满足下式，T1称为纵向弛豫时间，经过T1，Mz恢复63%。这是由于热辐射的存在，从低能态跃迁至高能态的磁矩逐渐跃迁至低能态，恢复平衡态。这一驰豫过程常又称热弛豫或自旋晶格弛豫。主要反映局部的能量交换信息 。,一般说来，纵向弛豫时间远大于横向弛豫时间。而且，不同的组织与器官的弛豫时间显著不同，从而对软组织及器官有特殊的分辨能力。在主磁场为0.42T时，人体组织T1103ms，T2102ms。,自由衰减速信号包含了，T1，T2信息。 不同时刻测得的信号各因素起的作用（权重）不一样。 可以通过不同时刻测得的自由衰减信号联立解方程求出上述三个物理量，从而实现单参量成像。这就是核磁共振成像的数理基础。,如果选择突出纵向（T1）弛豫特征的扫描参数（脉冲重复时间和回波时间，以毫秒计）用来采集图像，即可得到以 T1弛豫为主的图像，当然其中仍有少量T2弛豫成分，因是以T1 弛豫为主，故称为T1加权像（weighted Imag